鄭佳玉,肖海俠,程雪梅,艾柯代·吐魯洪,李鑌罡,張 毅,佟盼盼,蘇戰(zhàn)強(qiáng)
(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)
沙門(mén)氏菌血清型繁多,分布廣泛,是重要的人獸共患病的病原體[1],可引起動(dòng)物的腸炎、菌血癥和腸外感染等急性或慢性疾病,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致患病動(dòng)物死亡[2-3]。沙門(mén)氏菌可以導(dǎo)致2~3 周齡的雛鵝大批死亡,致死率可達(dá)15%以上,嚴(yán)重時(shí)可達(dá)80%[4]。沙門(mén)氏菌不僅對(duì)幼鵝有重大危害,還會(huì)對(duì)鵝蛋的孵化造成嚴(yán)重影響,可經(jīng)種鵝生殖道垂直傳播至鵝蛋中,導(dǎo)致許多雛鵝在孵化過(guò)程中就感染死亡,而攜帶沙門(mén)氏菌的鵝胚即使在孵化過(guò)程中存活,也會(huì)在出殼后幾天內(nèi)死去,成活率極低[5]。沙門(mén)氏菌抗原由菌體抗原(O)、鞭毛抗原(H)和表面抗原(莢膜或包膜抗原)組成,依據(jù)這3 種抗原的組成不同,可將沙門(mén)氏菌分為不同的血清型[6]。截至2018 年,沙門(mén)氏菌已被確認(rèn)有血清型2 610種[7]。在沙門(mén)氏菌血清型中,鼠傷寒沙門(mén)氏菌致病性較強(qiáng),禽類(lèi)感染后的發(fā)病率及死亡率最高[8]。在全球范圍內(nèi),最常見(jiàn)的血清型是腸炎沙門(mén)氏菌,其次為鼠傷寒沙門(mén)氏菌。在發(fā)達(dá)國(guó)家中,流行的血清型以鼠傷寒沙門(mén)氏菌和腸炎沙門(mén)氏菌這兩種血清型為主。對(duì)英格蘭和威爾士的禽類(lèi)進(jìn)行沙門(mén)氏菌感染情況調(diào)查發(fā)現(xiàn),鼠傷寒沙門(mén)氏菌感染率在禽類(lèi)中位居第一,其次是雞白痢傷寒和腸炎沙門(mén)氏菌[9]。我國(guó)2006—2012 年分離的323 株禽源沙門(mén)氏菌以雞白痢、鼠傷寒和腸炎沙門(mén)氏菌為主要流行血清型,其中在鵝源沙門(mén)氏菌中占比較高的依次為鼠傷寒(11/66)、腸炎(10/66)、印第安納(10/66)和波茨坦(10/66)血清型[10]。2010—2015 年調(diào)查發(fā)現(xiàn),新疆地區(qū)也以腸炎沙門(mén)氏菌和鼠傷寒沙門(mén)氏菌為主要血清型[11]。
2018 年以來(lái),新疆和田地區(qū)養(yǎng)鵝業(yè)發(fā)展迅速,但雛鵝的成活率一直非常低,初步懷疑是沙門(mén)氏菌導(dǎo)致的。目前關(guān)于新疆和田地區(qū)鵝源沙門(mén)氏菌的報(bào)道極少,因而該地區(qū)鵝源沙門(mén)氏菌流行血清型及其耐藥情況并不十分清楚。為了解新疆和田地區(qū)鵝源沙門(mén)氏菌血清型的分布特點(diǎn)及其耐藥性,采集兩個(gè)規(guī)?;B(yǎng)鵝場(chǎng)的病死鵝樣本進(jìn)行沙門(mén)氏菌分離、血清型鑒定和耐藥性分析,以期為和田地區(qū)鵝沙門(mén)氏菌病防控以及指導(dǎo)臨床科學(xué)用藥提供參考。
1.1.1 樣品 2021 年4 月,于新疆和田地區(qū)兩個(gè)規(guī)模化養(yǎng)殖鵝場(chǎng),無(wú)菌采集不同日齡病死鵝內(nèi)臟及肛拭子樣本,放置于含有緩沖蛋白胨水(BPW)肉湯的4 mL EP 管中,37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12~16 h。
1.1.2 主要試劑及儀器 BPW、RVS 肉湯、HE(Hektoen Enteric)瓊脂、SS 瓊脂、TTB 培養(yǎng)基,均購(gòu)自青島海博生物科技有限公司;XLT4 瓊脂和配套試劑27%十四烷基磺酸鈉溶液,購(gòu)自北京陸橋技術(shù)股份有限公司;沙門(mén)氏菌顯色培養(yǎng)基,購(gòu)于廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;革蘭氏染色劑,購(gòu)自珠海貝索生物技術(shù)有限公司;PCR 反應(yīng)相關(guān)試劑(2×TaqPCR Green Mix、ddH2O),購(gòu)自北京全式金生物技術(shù)有限公司。TS-2102C 恒溫?fù)u床,購(gòu)自上海天呈實(shí)驗(yàn)儀器制造有限公司;SWCJ-2F 雙人雙面垂直潔凈工作臺(tái),購(gòu)自上海博訊實(shí)業(yè)有限公司;GSX1 梯度PCR 擴(kuò)增儀,購(gòu)自美國(guó)Eppendorf 公司;DYY-6C 電泳儀,購(gòu)自北京市六一儀器廠(chǎng);DYY-7C 型電泳儀,購(gòu)自北京市六一儀器廠(chǎng);凝膠成像系統(tǒng),購(gòu)自美國(guó)Bio-Rad 公司;高溫高壓滅菌鍋,型號(hào)HVE-50。
1.1.3 引物合成 參照文獻(xiàn)[12]設(shè)計(jì)沙門(mén)氏菌invA靶基因引物、多重血清型引物以及鼠傷寒型(TMP1、TMP2、TMP3)、霍亂型(CMP1、CMP2、CMP3)、嬰兒型(IMP1、IMP2、IMP3)、哈達(dá)爾型(HMP1、HMP2、HMP3)、腸炎型(EMP1、EMP2、EMP3)、都柏林型(DMP1、DMP2、DMP3)和雞傷寒型(GMP1、GMP2、GMP3)引物,委托上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。引物序列信息詳見(jiàn)表1。
表1 引物序列信息
1.1.4 藥敏片 18 種藥敏片,購(gòu)自杭州濱和微生物試劑有限責(zé)任公司,詳細(xì)信息見(jiàn)表2。
表2 藥敏片信息
1.2.1 樣品處理及細(xì)菌培養(yǎng) 參照GB 47894—2016[13]沙門(mén)氏菌檢測(cè)方法,從預(yù)增菌的BPW 中吸取300 μL 菌液接種于3 mL RVS 增菌液中,42 ℃恒溫?fù)u床120 r/min 培養(yǎng)24 h;將RVS 培養(yǎng)物平板劃線(xiàn)接種HE 和SS 瓊脂平板,37 ℃培養(yǎng)24 h。
1.2.2 分離菌株生化試驗(yàn) 在HE、SS 瓊脂平板上,挑選每個(gè)樣本區(qū)域中疑似沙門(mén)氏菌的單菌落置于RVS 肉湯中培養(yǎng)24 h,然后取20 μL 菌液接種于沙門(mén)氏菌成套生化鑒定管中,再挑取樣本對(duì)應(yīng)的單菌落穿刺于衛(wèi)矛醇半固體中,37 ℃培養(yǎng)24~48 h,觀(guān)察并記錄試驗(yàn)結(jié)果。
1.2.3 沙門(mén)氏菌PCR 鑒定 采用水煮法提取菌落DNA。挑取符合沙門(mén)氏菌生化鑒定結(jié)果的RVS 肉湯,將1 mL 菌液置于1.5 mL 離心管中,12 000 r/min離心3 min,棄上清液;加入1 mL無(wú)菌緩沖液,混勻,12 000 r/min 離心3 min,棄上清液(重復(fù)2 次);加入200 μL 無(wú)菌Buffer 混勻后放入100 ℃的水浴中,12 000 r/min,離心1 min,收集并保存上清液作為PCR 模板。以疑似沙門(mén)氏菌的DNA 為模板,利用PCR 法擴(kuò)增沙門(mén)氏菌特異性invA基因;以沙門(mén)氏菌XJ-e7 菌株作為標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性對(duì)照,空白肉湯為陰性對(duì)照,檢測(cè)DNA 樣本中是否攜帶invA目的基因片段。PCR 總反應(yīng)體系為12.5 μL。PCR 運(yùn)行參數(shù)[12]:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,58 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,共35 個(gè)循環(huán);最后72 ℃延伸10 min。將PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物在1.0%瓊脂糖凝膠中電泳,通過(guò)凝膠成像分析系統(tǒng)觀(guān)察并記錄結(jié)果。
1.2.4 血清學(xué)檢測(cè) 采用文獻(xiàn)[12]報(bào)道的方法,對(duì)7 種臨床常見(jiàn)沙門(mén)氏菌血清型進(jìn)行鑒別,參照該文獻(xiàn)中的PCR 反應(yīng)體系,擴(kuò)增沙門(mén)氏菌陽(yáng)性樣本。反應(yīng)條件:94 ℃預(yù)變性2 min;94 ℃變性10 s,60 ℃退火30 s,68 ℃延伸30 s,35 個(gè)循環(huán);最后72 ℃延伸10 min,4 ℃保存。將擴(kuò)增產(chǎn)物在2.5%瓊脂糖凝膠中電泳2 h,通過(guò)凝膠成像分析系統(tǒng)觀(guān)察并記錄結(jié)果。
1.2.5 耐藥性檢測(cè) 采用CLSI 推薦的K-B 法,對(duì)分離到的沙門(mén)氏菌菌株進(jìn)行常規(guī)的18 種抗菌藥物敏感性檢測(cè)。挑取純化的單菌落2~3 個(gè),接種于MH 肉湯中,37 ℃搖床培養(yǎng)12 h;調(diào)整菌懸液至0.5 麥?zhǔn)蠞岫?,用滅菌棉簽蘸取菌懸液,均勻且緊密地涂布在MH 平板上,室溫下放置5 min,藥敏片接觸平板后不得移動(dòng);將MH 平板置于37 ℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18 h 后,用標(biāo)尺測(cè)量并記錄抑菌圈直徑,根據(jù)CLSI(2016年版)標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)敏感(S)、中介(I)和耐藥(R)。對(duì)3 種及以上抗菌藥物同時(shí)耐藥的菌株被確定為多重耐藥菌。
培養(yǎng)基分離結(jié)果(圖1)、生化鑒定結(jié)果(圖2)和PCR 驗(yàn)證結(jié)果(圖3)顯示,在兩個(gè)鵝場(chǎng)樣本中共分離到14 株沙門(mén)氏菌,分離率為1.81%(14/773)。A 場(chǎng):死亡鵝內(nèi)臟樣品的沙門(mén)氏菌分離率為1.33%(4/300),肛拭子的沙門(mén)氏菌分離率為1.66%(5/300),存活病鵝肛拭子中未分離出沙門(mén)氏菌,鵝樣本中的沙門(mén)氏菌總分離率為1.44%(9/625)。B 場(chǎng):病死鵝內(nèi)臟樣品的沙門(mén)氏菌分離率為20.00%(4/20),肛拭子中未分離出沙門(mén)氏菌,存活病鵝肛拭子中的沙門(mén)氏菌分離率為0.91%(1/109),鵝樣本中的沙門(mén)氏菌總分離率為3.37%(5/148)。
以分離到的14 株沙門(mén)氏菌DNA 為模版,經(jīng)PCR 檢測(cè)和16S rRNA 基因序列分析比對(duì),鑒定其血清型。結(jié)果(圖4~5)顯示:有11 株沙門(mén)氏菌血清型鑒定成功,共包含4 種血清型,其中鼠傷寒沙門(mén)氏菌占42.86%(6/14),腸炎沙門(mén)氏菌占21.43%(3/14),德比沙門(mén)氏菌(登錄號(hào)YSJHNRTA016)占7.14%(1/14),紐蘭沙門(mén)氏菌(登錄號(hào)YSJSGXWF013)占7.14%(1/14);剩余3株沙門(mén)氏菌,經(jīng)上述方法未能鑒定成功,無(wú)法辨別其血清型。在分離到的14 株沙門(mén)氏菌中,A 場(chǎng)鼠傷寒沙門(mén)氏菌占11.1%(1/9),腸炎沙門(mén)氏菌占33.3%(3/9),德比沙門(mén)氏菌占11.1%(1/9),紐蘭沙門(mén)氏菌占11.1%(1/9);B 場(chǎng)沙門(mén)氏菌血清型均為鼠傷寒沙門(mén)氏菌(5/5)。
選取10 株沙門(mén)氏菌分離株進(jìn)行耐藥性檢測(cè)發(fā)現(xiàn),10 株沙門(mén)氏菌均表現(xiàn)為對(duì)3 種及以上抗菌藥物同時(shí)耐藥(圖6),且全部對(duì)氨芐西林和鏈霉素耐藥。耐藥種數(shù)為13~15 種的沙門(mén)氏菌有5 株,占比為50%(5/10);對(duì)10 種抗菌藥物同時(shí)耐藥的有2 株,占比為20%(2/10);對(duì)3 種抗菌藥物同時(shí)耐藥的有1 株,占比為10%(1/10);對(duì)4 種抗菌藥物同時(shí)耐藥的有2 株,占比為20%。
沙門(mén)氏菌分離株對(duì)18 種藥物呈現(xiàn)不同的耐藥性(圖7),其中對(duì)多黏菌素B 和哌拉西林-他唑巴坦的耐藥率為10%,對(duì)阿莫西林-棒酸和頭孢吡肟的耐藥率均為20%,對(duì)頭孢他啶的耐藥率為40%,對(duì)氨芐西林-舒巴坦的耐藥率為50%,對(duì)頭孢噻肟、氨曲南、慶大霉素、阿米卡星、左氧氟沙星、環(huán)丙沙星、四環(huán)素、磺胺甲基異惡唑和氯霉素的耐藥率為60%~70%,對(duì)氨芐西林和鏈霉素的耐藥率均為100%。結(jié)果表明,沙門(mén)氏菌分離株對(duì)多黏菌素B、哌拉西林-他唑巴坦、阿莫西林-棒酸和頭孢吡肟這4 種抗菌藥物較為敏感,而對(duì)其他10 種抗菌藥物均表現(xiàn)為耐藥,其中對(duì)氨芐西林和鏈霉素全部耐藥。
不同國(guó)家或地區(qū)以及不同飼養(yǎng)管理模式下的沙門(mén)氏菌分離率存在著明顯差異。2017 年的一項(xiàng)研究[6]表明,鵝、鴨等水禽是沙門(mén)氏菌感染率較高的動(dòng)物之一。2006—2012 年我國(guó)12 個(gè)省7 個(gè)地區(qū)鵝中的沙門(mén)氏菌檢出率為12.4%,是被檢家禽種類(lèi)中沙門(mén)氏菌分離率最高的[14]。2013 年歐盟報(bào)告的鵝源沙門(mén)氏菌分離率為8.4%[15],波蘭東南部鵝群中的沙門(mén)氏菌分離率為5%[16]。本研究發(fā)現(xiàn),和田地區(qū)鵝場(chǎng)沙門(mén)氏菌分離率(1.81%)高于德克薩斯州水禽分離率(0.5%),但低于安徽?。?4%)、山東?。?6%)和江蘇?。?1%)[6,17],表明新疆和田地區(qū)兩鵝場(chǎng)與其他地區(qū)相比感染情況并不嚴(yán)重,與新疆地區(qū)近5 年研究報(bào)道的沙門(mén)氏菌陽(yáng)性率(1%~11%)[18-20]較為一致。
由于不同地區(qū)的環(huán)境氣候或者飼養(yǎng)管理存在差異等,各地區(qū)的沙門(mén)氏菌血清型流行情況也不同。本研究對(duì)兩鵝場(chǎng)分離出的沙門(mén)氏菌進(jìn)行血清型鑒定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門(mén)氏菌(42.86%)為優(yōu)勢(shì)血清型,其次為腸炎沙門(mén)氏菌(21.43%),與我國(guó)監(jiān)測(cè)的散發(fā)性沙門(mén)氏菌感染中的常見(jiàn)血清型基本一致[21]。四川省鴨源鼠傷寒沙門(mén)氏菌占37.5%,腸炎型沙門(mén)氏菌占14.6%[22],與本研究結(jié)果較為相似;華東地區(qū)報(bào)道的禽類(lèi)沙門(mén)氏菌優(yōu)勢(shì)血清型為雞白痢沙門(mén)氏菌[23],與本研究結(jié)果有所不同。根據(jù)不同鵝場(chǎng)的樣本分析,A 場(chǎng)中腸炎沙門(mén)氏菌為優(yōu)勢(shì)血清型(33.3%),與美國(guó)(FoodNet)2013—2016 年公布的食源性沙門(mén)氏菌優(yōu)勢(shì)血清型基本一致[24]。A 場(chǎng)中流行的沙門(mén)氏菌血清型種類(lèi)較多,共有4種。而B(niǎo) 場(chǎng)血清型種類(lèi)單一,均為鼠傷寒沙門(mén)氏菌(100%),與我國(guó)新疆地區(qū)2010—2015 年發(fā)布的主要流行沙門(mén)氏菌血清型和歐洲報(bào)道的沙門(mén)氏菌優(yōu)勢(shì)血清型基本一致[25]。兩鵝場(chǎng)分離到的沙門(mén)氏菌優(yōu)勢(shì)血清型種類(lèi)差異較為明顯。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),A 場(chǎng)還存在德比沙門(mén)氏菌及紐蘭沙門(mén)氏菌這兩種血清型。因此,加強(qiáng)鵝場(chǎng)沙門(mén)氏菌監(jiān)測(cè)和流行病學(xué)調(diào)查,對(duì)于沙門(mén)氏菌病預(yù)防和診治有十分重要的意義。
臨床上抗菌藥物的廣泛使用是沙門(mén)氏菌對(duì)多種抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的重要原因。不同地區(qū),即使同種抗生素也存在一定的耐藥性差異。2019 年江蘇省沙門(mén)氏菌藥敏結(jié)果顯示,沙門(mén)氏菌對(duì)氨芐西林和磺胺異惡唑耐藥率(42.5%)最高[26];2017年安徽省鵝場(chǎng)沙門(mén)氏菌藥敏檢測(cè)結(jié)果顯示,沙門(mén)氏菌對(duì)氨芐西林和鏈霉素耐藥[27],與本試驗(yàn)的耐藥情況基本一致。本研究中,沙門(mén)氏菌分離株對(duì)多黏菌素B、哌拉西林-他唑巴坦、阿莫西林-棒酸和頭孢吡肟較為敏感,耐藥率(10%~20%)較低,與遼寧省鵝源沙門(mén)氏菌對(duì)多黏菌素B 的敏感率[28]較為相似,但其他抗菌藥物的藥物敏感度與本研究結(jié)果有所差異。新疆地區(qū)報(bào)道的雞源沙門(mén)氏菌對(duì)環(huán)丙沙星的耐藥率(83.8%)最高[29],與本研究的環(huán)丙沙星耐藥率(60%)有明顯差異。四川、河南、廣西、廣東和江西5 個(gè)地區(qū)對(duì)動(dòng)物源沙門(mén)氏菌進(jìn)行了β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)藥敏試驗(yàn)[30],發(fā)現(xiàn)分離的沙門(mén)氏菌菌株對(duì)第1 代頭孢類(lèi)藥物頭孢唑啉、第3 代頭孢類(lèi)藥物頭孢噻呋具有嚴(yán)重的耐藥性,同時(shí)對(duì)氨芐西林、阿莫西林、氨曲南等藥物也有耐藥性,而第2代頭孢類(lèi)藥物頭孢西丁、第3 代頭孢類(lèi)藥物頭孢曲松、第4 代頭孢類(lèi)藥物頭孢吡肟,對(duì)其有著較強(qiáng)的抑制作用,與本研究的沙門(mén)氏菌分離株對(duì)β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)藥物中的氨芐西林、氨曲南、頭孢噻肟等的耐藥情況基本一致。
總體來(lái)說(shuō),本研究中的沙門(mén)氏菌菌株對(duì)氨基糖苷類(lèi)藥物、喹諾酮類(lèi)藥物、青霉素類(lèi)藥物、磺胺類(lèi)藥物、四環(huán)素類(lèi)藥物以及氯霉素藥物均具有耐藥性,對(duì)部分β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)抗菌藥物以及多黏菌素B 敏感性較高。耐藥性的產(chǎn)生因素有很多,比如藥物使用情況、菌體自身情況以及所攜帶耐藥基因種類(lèi)等[31]。鵝場(chǎng)常用的抗生素藥物為頭孢噻呋和頭孢喹肟,均屬于β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)抗生素中的第3代頭孢類(lèi)藥物,與本研究中耐藥率較高的氨芐西林、頭孢噻肟和氯霉素同屬于β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)藥物,其中頭孢噻肟與頭孢喹肟和頭孢噻呋同屬于第3 代頭孢類(lèi)藥物,說(shuō)明鵝場(chǎng)使用的藥物對(duì)鵝場(chǎng)沙門(mén)氏菌菌株的耐藥性產(chǎn)生了影響,導(dǎo)致鵝場(chǎng)沙門(mén)氏菌菌株的耐藥情況較為嚴(yán)峻。因此,在臨床上使用抗生素類(lèi)藥物時(shí),要根據(jù)鵝場(chǎng)日常的用藥情況進(jìn)行具體分析。
研究發(fā)現(xiàn):新疆和田地區(qū)鵝源沙門(mén)氏菌流行的血清型較為復(fù)雜,其中鼠傷寒沙門(mén)氏菌為優(yōu)勢(shì)血清型,但不同養(yǎng)殖場(chǎng)流行的血清型種類(lèi)及優(yōu)勢(shì)血清型存在差異;流行的鵝源沙門(mén)氏菌耐藥較為普遍,且均為多重耐藥。因此,需要根據(jù)各場(chǎng)具體的流行血清型菌株情況,科學(xué)指導(dǎo)臨床中的抗菌藥物使用。